(57)【要約】  【課題】蓄電体セルをパッケージ化する際に容易に電極端子を接続することができ、且つ接続変更に対しても自由度の高い電極接続構造とする。  【解決手段】回転体１５外周と端子枠体１０内面との間にタブ４を挿入し、ナット２０を回転させて締め付けると、支持軸１６及び回転体１５がナット２０の回転によって連れ回り、回転体１５外周の角部がタブ４を端子枠体１０内面に押圧する。そして、タブ４の押圧に対して端子枠体１０内面からタブ４に反力が加えられ、タブ４が端子枠体１０と回転体１５との間に挟み込まれて固定され、電気的接続が確立される。これにより、容易に電極端子を接続することができ、且つ接続変更に対しても自由度の高い電極接続構造とすることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外装材によって蓄電要素を封止した平面状の蓄電体セルから延出される薄片状の電極端子を接続する蓄電体セルの電極接続構造であって、
上記電極端子が挿入されて内壁面に上記電極端子が接触する枠体と、
上記枠体内に回転自在に配設され、上記電極端子が接触される回転外周面と上記枠体の上記電極端子が接触する内壁面との間の間隙が回転に伴って増減する回転体と、
上記回転体を上記枠体内に支持して上記回転体と一体回転し、上記枠体から突出する一端に螺子が螺設された軸部材と、
上記軸部材の一端に螺合されて上記枠体に締結される螺子部材とを備えたことを特徴とする蓄電体セルの電極接続構造。
【請求項２】
上記回転体を多角形断面の部材で形成したことを特徴とする請求項１記載の蓄電体セルの電極接続構造。
【請求項３】
上記回転体をカム形状の部材で形成したことを特徴とする請求項１記載の蓄電体セルの電極接続構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外装材によって蓄電要素を封止した平面状の蓄電体セルから延出される薄片状の電極端子を接続する蓄電体セルの電極接続構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、リチウムイオン二次電池や電気二重層コンデンサ等の略平面矩形状をなす扁平な蓄電体セルが実用化され、エネルギー密度の高さ、コンパクト化等から、各種機器の電力源として有望視されている。
【０００３】
この種の扁平な蓄電体セルは、内部電極及び電解質層の積層体を、例えばアルミニウム系の金属層の表面を樹脂層によって絶縁コーティングしたシート状のラミネートフィルムによって密閉・封止したものであり、この封止部分から金属の薄片状の電極端子（タブ）が延出されている。
【０００４】
このような蓄電体セルを、セル単体或いは複数のセルを集合した組電池としてパッケージ化する場合には、薄片状の電極端子を確実に接続する必要があり、例えば、特許文献１には、複数の電池を積層してモジュール電池とする場合に、電池の電極タブを折り曲げて略Ｌ字状とし、積層方向に隣接する電池の、折り曲げ部同士の少なくとも一部を重ね合わせて接続する技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００４−６３３４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来、複数の蓄電体セルを接続するには、特許文献１に開示されているように、互いの電極端子をスポット溶接したり、バスバー等の端子部材を溶接するのが一般的であり、作業工程が面倒であるばかりでなく、一旦、接続を完了すると、接続の変更が困難となる等、制約が多いという問題がある。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、蓄電体セルをパッケージ化する際に容易に電極端子を接続することができ、且つ接続変更に対しても自由度の高い蓄電体セルの電極接続構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明による蓄電体セルの電極接続構造は、外装材によって蓄電要素を封止した平面状の蓄電体セルから延出される薄片状の電極端子を接続する蓄電体セルの電極接続構造であって、上記電極端子が挿入されて内壁面に上記電極端子が接触する枠体と、上記枠体内に回転自在に配設され、上記電極端子が接触される回転外周面と上記枠体の上記電極端子が接触する内壁面との間の間隙が回転に伴って増減する回転体と、上記回転体を上記枠体内に支持して上記回転体と一体回転し、上記枠体から突出する一端に螺子が螺設された軸部材と、上記軸部材の一端に螺合されて上記枠体に締結される螺子部材とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明による蓄電体セルの電極接続構造は、蓄電体セルをパッケージ化する際に容易に電極端子を接続することができ、且つ接続変更に対しても自由度高く対処することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１〜図６は本発明の実施の一形態に係わり、図１は蓄電体セルの電極接続構造を示す説明図、図２は電極接続器を示す説明図、図３はナットの締め付けを示す説明図、図４は電気的接続が確保された状態を示す説明図、図５はセルケースの斜視図、図６はセルケースを直列接続した状態を示す説明図である。
【００１０】
図１において、符号１は、リチウムイオン二次電池や電気二重層キャパシタ等の略平面矩形状をなす扁平な蓄電体セルであり、電圧仕様や容量仕様等に応じて所定セル数を接続してパッケージ化し、各種の電源装置、例えば、電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド自動車（ＨＥＶ）等の電源装置等に用いられる。この蓄電体セル１は、平面ラミネート型リチウムイオン二次電池に代表されるように、内部電極及び電解質層の積層体を、例えばアルミニウム系の金属層の表面を樹脂層によって絶縁コーティングしたシート状のラミネートフィルムによって密閉・封止している。
【００１１】
蓄電体セル１の外観構成としては、電解質層及び電極の積層体からなる蓄電要素をラミネートフィルムからなる外装材で包込んで矩形状に形成された蓄電部２、蓄電部２の周囲に外装材をシート状に延設した封止部３、封止部３の両端から露呈される２つの金属製の正，負の電極端子としてのタブ４，４が備えられている。蓄電部２は蓄電体１全体の厚さを規定する最も肉厚な部分であり、タブ４，４は封止部３よりも更に薄く、金属の薄片で形成されている。
【００１２】
以上の蓄電体セル１は、柔軟且つ可撓性を有するセル構造であるため、取扱い上及び保護の観点から、セル単体で或は複数個のセルを積層して所定のケースに収納され、電極接続構造を介してバスバー等の外部端子に接続される。この電極接続構造は、タブ４が挿入される細長の略箱形の端子枠体１０と、端子枠体１０内に回転自在に支持される回転体１５と、回転体１５を支持する軸部材としての支持軸１６と、支持軸１６の一端に螺合されて端子枠体１０の端面に締結される螺子部材としてのナット２０とを主として構成される電極接続器３０によって実現される。
【００１３】
本形態においては、電極接続器３０を構成する主要部材、すなわち、端子枠体１０、回転体１５、支持軸１６、ナット２０は、導電性の金属材料で形成されており、端子枠体１０の内面と回転体１５の外周との間にタブ４を挟み込んで機械的に圧接することにより、電気的な接続が確立される。
【００１４】
詳細には、端子枠体１０は、略箱形形状の対向する２つの側面が開口され、対向する２つの側壁１１と両端の端面壁１２とによる枠体として形成されている。端子枠体１０の内部には、多角柱（図１においては、６角柱）の回転体１５が収納され、この回転体１５の両端から延出される支持軸１６が端子枠体１０の端面壁１２に開口された貫通孔から突出され、回転体１５が端子枠体１０に回転自在に支持されている。支持軸１６は、端子枠体１０の端面壁１２から突出する端部の一方に雄螺子が設けられてナット２０が螺合され、対向する端面壁１２から突出される他方が自由端とされる。
【００１５】
尚、本形態においては、図２に示すように、回転体１５の両側には、ワッシャ１７が介装されており、支持軸１６の自由端側は、ボルト頭部形状のフランジ部として形成されている。フランジ部の座面は、端子枠体１０の端面壁１２に当接したとき、回転方向に円滑に摺動するように形成されている。
【００１６】
また、回転体１５は、支持軸１６と一体的に回転するように形成されており、回転体１５と支持軸１６とを同一部材で一体的に形成、或いは、回転体１５に支持軸１６を圧入、カシメ、溶接、キー、スプライン等によって結合することにより、回転体１５と支持軸１６とが一体的に回転するように構成される。前述したように、回転体１５は多角柱で形成されていることから、回転体１５が回転すると、回転体１５外周と端子枠体１０の側壁１１内面との間の隙間ｄが変化し、タブ４を挟み込むことができる。
【００１７】
隙間ｄの最小値ｄmin及び最大値ｄmaxは、以下の（１）式に示すような関係で設定され、隙間ｄの最大値ｄmaxが接続対象の厚さｔより若干大きく、隙間ｄの最小値ｄminが接続対象の厚さｔより小さい値となるように、各部の材質や剛性等を考慮して最適に設定される。例えば、蓄電体セル１単体を接続する場合には、タブ４単独の厚さを接続対象の厚さｔとして適用し、複数の蓄電体セル１を接続する場合には、複数枚のタブ４の合計の厚さを、接続対象の厚さｔとして適用する。
【００１８】
ｄmin＜ｔ＜ｄmax…（１）
以上の構成による電極接続器３０を用いて蓄電体セル１のタブ４を外部に接続する場合には、回転体１５の外周と端子枠体１０の側壁１１内面との間にタブ４を挿入し、ナット２０を締め付ける。本形態においては、図１及び図２に示すように、タブ４を回転体１５に回転方向に沿って巻き付けるように挿入する。すなわち、回転体１５の外周と端子枠体１０の一方の側壁１１内面との間にタブ４を挿入した後、タブ４を折り返し、対向する側壁１１内面と回転体１５の他の外周との間にタブ４の先端を挿入する。
【００１９】
そして、タブ４を回転体１５と側壁１１との間に挿入した状態で、ナット２０を回転させて締め付けると、回転方向に拘束されていない支持軸１６及び回転体１５がナット２０の回転によって連れ回り、図３に示すように、回転体１５外周の角部がタブ４を側壁１１内面に押圧する。そして、タブ４の側壁１１への押圧に対して側壁１１からタブ４に反力が加えられ、タブ４が側壁１１と回転体１５との間に挟み込まれて固定される。これにより、タブ４、端子枠体１０、回転体１５、支持軸１６、ナット２０の電気的な経路が確立され、タブ４を外部端子に接続することができる。
【００２０】
この場合、回転体１５は、多角柱に限らず、楕円柱や支持軸１６に対して偏芯させた円柱等によるカムとして形成しても良く、ナット２０を回転させることにより、タブ４を側壁１１と回転体１５との間に挟み込んで固定し、タブ４の電気的な接続を行うことができる。このタブ４の電気的な接続に際しては、電極接続器３０を構成する主要部材の全てを導電性の材料で形成する必要はなく、タブ４に接触する端子枠体１０を導電性の材料で形成すれば、回転体１５、支持軸１６、ナット２０は非導電性の材料で形成しても良い。逆に、端子枠体１０を絶縁性の材料で形成し、回転体１５、支持軸１６、ナット２０を導電性の材料で形成しても良い。
【００２１】
以上の電極接続構造は、蓄電体セル１を収納するケースに適用される。図５は、蓄電体セル１を単体で収納する単セル用のセルケース５０を示し、薄型の箱体からなるケース本体５１の両側に、電極接続器３０を収納する端子ケース５２が備えられている。尚、電極接続器３０の端子枠体１０を絶縁体で形成する場合には、ケース本体５１に、電極接続器３０を直接取り付けることも可能である。
【００２２】
セルケース５０は、蓄電体セル１を収納した状態で、端子ケース５２の端面から支持軸１６と、この支持軸１６に螺合されるナット２０が露呈されており、図６に示すように、端子板４０をナット２０を介して電極接続器３０の端面壁１２に共締めすることにより、蓄電体セル１のタブ４の接続と他のセルケース５０への接続とを同時に行うことができ、組付け作業性を向上することができる。図６は、４個のセルケース５０を直列接続する例を示しており、端子板４０を用いてケース間の正極と負極とを接続している。
【００２３】
以上のように、本実施の形態においては、ナット２０を回転させて締結するだけの簡単な操作で蓄電体セル１のタブ４を端子枠体１０の内面と回転体１５の外周との間に挟み込んで機械的に圧接し、電気的な接続を確立することができる。これにより、蓄電体セル１を単体或いは複数個ケースに収納してパッケージ化する上での生産性を向上させることができる。
【００２４】
また、蓄電体セル１の電極端子を溶接する等して取り外しができなくなるといったことがなく、接続変更にも柔軟に対応することができ、より自由度の高い蓄電体パッケージを構築することができる。更には、タブ４を端子枠体１０の内面と回転体１５の外周との間に挟み込むことから、溶接による接続に比較して接触面積を大きくすることが可能であり、接触抵抗を小さくして確実な電気的性能を得ることができ、信頼性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】蓄電体セルの電極接続構造を示す説明図
【図２】電極接続器を示す説明図
【図３】ナットの締め付けを示す説明図
【図４】電気的接続が確保された状態を示す説明図
【図５】セルケースの斜視図
【図６】セルケースを直列接続した状態を示す説明図
【符号の説明】
【００２６】
１  蓄電体セル
２  蓄電部
３  封止部
４  タブ
１０  端子枠体
１１  側壁
１５  回転体
１６  支持軸
２０  ナット
３０  電極接続器
【図１】
2007066856.tif 000003
【図２】
2007066856.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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